用有限元强度折减法寻找滑坡次生滑面与剪出口-郑颖人讲座-ppt

用有限元强度折减法寻找滑坡次生滑面与剪出口中国人民解放军后勤工程学院院士博士生导师郑颖人必要性:为了使滑坡工程的治理达到安全、经济的目的，弄清滑动面的位置和形状至为重要，特别是可能存在多个潜在剪出口和滑动面的复杂滑坡。当只有少量钻孔发现滑带特征时，依据少量滑带位置来判定整个滑带有时可能出现差错；当滑坡体处于蠕变阶段，滑面尚未形成，更无法通过勘查找出滑面；即使查明了滑带和剪出口，还可能存在次级滑面和潜在剪出口，有时还不止一个，容易造成遗漏滑面。传统滑坡滑动面确定方法存在的问题确定多滑面传统对策根据工程经验在一些可能产生次生滑面的地方布置一些人为滑面，通过稳定分析来判断它们是否是次生滑面。采用商业程序，在一些可能滑动的范围内布点，通过搜索判定是否有次生滑面。准确设置支挡结构的基本要求：必须弄清图中有几条次生滑面，它们潜在剪出口的位置究竟在什么地方，各条滑面发生滑动的次序。必须找出安全系数小于设定稳定安全系数的所有滑面。可能潜在剪出口1前沿剪出口滑体滑带下伏稳定层可能潜在剪出口2可能潜在剪出口3图1典型滑坡示意图有限元强度折减系数法能自动找出准确的滑面及滑面的稳定安全系数，由此也可知各条滑面的滑动次序。要求：对滑坡有详细勘察资料，即知道坡体及其结构面（含滑面）的位置、形状与强度值。方法：依次约束已知滑面剪出口。确定滑坡多滑面的有效方法——有限元强度折减法算例表1材料物理力学参数计算模型及材料参数滑带滑体滑体下伏稳定岩层图2模型滑坡示意图基本模型计算结果计算安全系数有限元强度折减法F=1.00极限平衡法(Spencer)F＝1.002。图3滑坡极限状态的滑动面滑动面贯通情况沿滑带与稳定层相接触处滑动，是最先的滑动面MNECABDFGH滑带滑体滑体下伏稳定岩层表4约束剪出口示意图（约束剪出口附近ABC段水平位移）表2约束部位与滑坡稳定安全系数间的关系图5约束ABC段滑坡极限状态的滑动面(F=1.032)Ⅰ约束ABC段水平位移滑动面与剪出口情况滑面上移C点以上剪出F=1.0321.2图6增加约束CDE段滑坡极限状态的滑动面(F=1.104)Ⅱ增加约束CDE段水平位移滑面上移E点以上剪出F=1.1041.2滑动面与剪出口情况图7增加约束EFG段滑坡极限状态的滑动面(F=1.145)Ⅲ增加约束剪出口EFG段水平位移滑面在上段贯通M点以上剪出F=1.1451.2滑动面与剪出口情况图8增加约束MN段滑坡极限状态的滑动面(F=1.163)Ⅳ约束MN段水平位移滑面在滑体内贯通G点以上剪出F=1.1631.2滑动面与剪出口情况图9增加约束GH段滑坡极限状态的滑动面(F=1.202)Ⅴ增加约束GH段水平位移滑面在滑体内贯通H点以上剪出F=1.2021.2，不再增加治理范围滑动面与剪出口情况